山西省臨汾市平陽(yáng)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理模擬試卷含解析

山西省臨汾市平陽(yáng)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.關(guān)于單擺的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

（

）A．單擺擺動(dòng)過(guò)程中，擺線的拉力和擺球重力的合力為回復(fù)力B．?dāng)[球通過(guò)平衡位置時(shí)，所受合力為零C．?dāng)[球通過(guò)平衡位置時(shí)，所受回復(fù)力為零D．?dāng)[球擺動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)最大位移處時(shí)所受合力為零參考答案：C2.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)頻率是4Hz

B．在10s要內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20cmC．第4s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零D．在t=1s和t＝3s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同參考答案：B3.一個(gè)帶正電荷的小球從a點(diǎn)出發(fā)水平進(jìn)入正交垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)方向豎直向上，某時(shí)刻小球運(yùn)動(dòng)到了b點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是A．從a到b，小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．從a到b，小球可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．從a到b，小球動(dòng)能可能不變D．從a到b，小球機(jī)械能可能不變參考答案：C4.下列關(guān)于電磁波說(shuō)法不正確的是A．電磁波是一種物質(zhì)

B．電磁波具有能量C．電磁波不能在真空中傳播

D．公式c=適用于電磁波參考答案：C5.一列簡(jiǎn)諧橫波以1m/s的速率沿繩子由A向B傳播，質(zhì)點(diǎn)A、B間的水平距離x＝3m，如圖甲所示．若t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A剛從平衡位置開始向上振動(dòng)，其振動(dòng)圖如圖乙所示．則B點(diǎn)的振動(dòng)圖象為右面四個(gè)圖中的()參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某電池電動(dòng)勢(shì)為1.5V，如果不考慮它內(nèi)部的電阻，當(dāng)把它的兩極與150Ω的電阻連在一起時(shí)，16秒內(nèi)有___________C的電荷定向移動(dòng)通過(guò)電阻的橫截面，相當(dāng)于_______個(gè)電子通過(guò)該截面（一個(gè)電子的電荷量為1.60×10-19C）。參考答案：0.16，1.0×10187.油罐車后拖一條鐵鏈的目的是

；電容器是儲(chǔ)存

的裝置；電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的

。參考答案：放電、電荷、電壓8.某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角與折射角，作出—圖象如圖9-7所示，下列判斷中哪些是正確的？___________A．他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃的

B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃折射率為1.5

D．玻璃臨界角的正弦值為0.67參考答案：ACD9.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。（1）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空①按圖接線。②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。④用米尺測(cè)量_______________。（3）用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。參考答案：10.兩列波源振動(dòng)情況完全相同的相干波在同一水平面上傳播，兩列波的振幅均為A，某時(shí)刻它們的波峰、波谷位置如圖所示。回答下列問(wèn)題：①在圖中標(biāo)出的M、N、P、Q四點(diǎn)中，振動(dòng)增強(qiáng)的點(diǎn)是

；

②由圖中時(shí)刻經(jīng)1/4周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M相對(duì)平衡位置的位移是

。參考答案：M、P

零11.我國(guó)的“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星在發(fā)射1533秒后進(jìn)入近地點(diǎn)，高度為200km的地月轉(zhuǎn)移軌道．假設(shè)衛(wèi)星中有一邊長(zhǎng)為50cm的正方形導(dǎo)線框，由于衛(wèi)星的調(diào)姿由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向，此時(shí)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4×10﹣5T，方向如圖所示．該過(guò)程中磁通量的改變量的大小是1.4×10﹣5Wb．參考答案：解：由圖示可知，穿過(guò)回路的磁通量變化量為：△Φ=Φ′﹣Φ=Bcosβ?S﹣Bsinα?S=4×10﹣5×cos（180°﹣37°）×0.5×0.5﹣4×10﹣5×sin37°×0.5×0.5=﹣1.4×10﹣5Wb；因此過(guò)程中磁通量的改變量的大小是1.4×10﹣5Wb；故答案為：1.4×10﹣5．12.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，極板A接地，已充電的平行板電容器的極板B與靜電計(jì)相接，靜電計(jì)的外殼也接地，當(dāng)插入電介質(zhì)板時(shí)，電容器的電容將

（填“增大”、“減小”或“不變”），靜電計(jì)指針偏角

（填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：增大，減小13.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無(wú)誤后，閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)，電鍵閉合后，他還進(jìn)行了下列操作：K^S*5U.C#O%M1）將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P快速向接線柱C移動(dòng)，電流計(jì)指針將____④____（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。2）將線圈A快速?gòu)木€圈B中抽出，電流計(jì)指針將____⑤__（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）參考答案：④（6分）④右偏，⑤左偏三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：A．將小球用細(xì)線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)B．用刻度尺測(cè)量OM間細(xì)線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)；C．將小球拉開一個(gè)大約為θ=50的角度，然后由靜止釋放；D．當(dāng)小球擺到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出30次全振動(dòng)的總時(shí)間t，由

得出周期；E．改變OM間細(xì)線的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下每次相應(yīng)的和T；F．求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的和T的平均值，作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù)，代入公式，求出重力加速度g。（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是

。（填字母代號(hào)）（2）該同學(xué)改正了以上錯(cuò)誤，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他利用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑時(shí)，示數(shù)如圖所示，小球的直徑為

，（3）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，他以擺長(zhǎng)（）為縱坐標(biāo)、周期的二次方（T2）為橫坐標(biāo)作出了T2－圖線，若他由圖象測(cè)得的圖線的斜率為k，則測(cè)得的重力加速度g=

。參考答案：（1）BDF/BF/DF/F

（2）1.03

（3）4π2k15.在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，當(dāng)分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)（如圖1），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖2所示；接著轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，當(dāng)分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)（如圖3），游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖4所示。已知雙縫間距為0．5mm，從雙縫到屏的距離為1m。圖2中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為11.4mm，則：

（1）圖4中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為

mm；

（2）所測(cè)光的波長(zhǎng)為

m。（保留兩位有效數(shù)字）(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是

參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（25分）如圖所示，有二平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)，位于同一水平面內(nèi)（圖中紙面），處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下（垂直紙面向里）．質(zhì)量均為m的兩金屬桿ab和cd放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直．初始時(shí)刻，金屬桿ab和cd分別位于x=x0和x=0處．假設(shè)導(dǎo)軌及金屬桿的電阻都為零，由兩金屬桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的自感系數(shù)為L(zhǎng)．今對(duì)金屬桿ab施以沿導(dǎo)軌向右的瞬時(shí)沖量，使它獲得初速．設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，也足夠大，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩金屬桿之間距離的變化遠(yuǎn)小于兩金屬桿的初始間距，因而可以認(rèn)為在桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由兩金屬桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的自感系數(shù)L是恒定不變的．桿與導(dǎo)軌之間摩擦可不計(jì)．求任意時(shí)刻兩桿的位置xab和xcd以及由兩桿和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的電流i三者各自隨時(shí)間t的變化關(guān)系。參考答案：解析：解法Ⅰ：當(dāng)金屬桿ab獲得沿x軸正方向的初速v0時(shí)，因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由兩金屬桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流．由于回路具有自感系數(shù)，感應(yīng)電流的出現(xiàn)，又會(huì)在回路中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)將阻礙電流的增大，所以，雖然回路的電阻為零，但回路的電流并不會(huì)趨向無(wú)限大，當(dāng)回路中一旦有了電流，磁場(chǎng)作用于桿ab的安培力將使ab桿減速，作用于cd桿的安培力使cd桿運(yùn)動(dòng)．設(shè)在任意時(shí)刻t，ab桿和cd桿的速度分別為v1和v2（相對(duì)地面參考系S），當(dāng)v1、v2為正時(shí)，表示速度沿x軸正方向；若規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榛芈分须娏骱碗妱?dòng)勢(shì)的正方向，則因兩桿作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

(1)當(dāng)回路中的電流i隨時(shí)間的變化率為時(shí)，回路中的自感電動(dòng)勢(shì)

(2)根據(jù)歐姆定律，注意到回路沒(méi)有電阻，有

(3)金屬桿在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩桿構(gòu)成的系統(tǒng)受到的水平方向的合外力為零，系統(tǒng)的質(zhì)心作勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)系統(tǒng)質(zhì)心的速度為VC，有

(4)得

(5)VC方向與v0相同，沿x軸的正方向．現(xiàn)取一新的參考系，它與質(zhì)心固連在一起，并把質(zhì)心作為坐標(biāo)原點(diǎn)，取坐標(biāo)軸與x軸平行．設(shè)相對(duì)系，金屬桿ab的速度為u，cd桿的速度為，則有

(6)

(7)因相對(duì)系，兩桿的總動(dòng)量為零，即有

(8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)各式，得

(9)在系中，在t時(shí)刻，金屬桿ab坐標(biāo)為，在t＋Dt時(shí)刻，它的坐標(biāo)為，則由速度的定義

(10)代入(9)式得

(11)若將視為i的函數(shù)，由（11）式知為常數(shù)，所以與i的關(guān)系可用一直線方程表示

(12)式中b為常數(shù)，其值待定．現(xiàn)已知在t＝0時(shí)刻，金屬桿ab在系中的坐標(biāo)＝，這時(shí)i=0，故得

(13)或

(14)表示t＝0時(shí)刻金屬桿ab的位置．表示在任意時(shí)刻t，桿ab的位置，故就是桿ab在t時(shí)刻相對(duì)初始位置的位移，用X表示，

(15)當(dāng)X>0時(shí)，ab桿位于其初始位置的右側(cè)；當(dāng)X<0時(shí)，ab桿位于其初始位置的左側(cè)．代入(14)式，得

(16)這時(shí)作用于ab桿的安培力

(17)ab桿在初始位置右側(cè)時(shí)，安培力的方向指向左側(cè)；ab桿在初始位置左側(cè)時(shí)，安培力的方向指向右側(cè)，可知該安培力具有彈性力的性質(zhì)．金屬桿ab的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)的周期

(18)在任意時(shí)刻t，ab桿離開其初始位置的位移

(19)A為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅，j為初相位，都是待定的常量．通過(guò)參考圓可求得ab桿的振動(dòng)速度

(20)

(19)、(20)式分別表示任意時(shí)刻ab桿離開初始位置的位移和運(yùn)動(dòng)速度．現(xiàn)已知在t＝0時(shí)刻，ab桿位于初始位置，即X=0速度故有解這兩式，并注意到(18)式得

(21)

(22)由此得ab桿的位移（23）由(15)式可求得ab桿在系中的位置

(24)因相對(duì)質(zhì)心，任意時(shí)刻ab桿和cd桿都在質(zhì)心兩側(cè)，到質(zhì)心的距離相等，故在系中，cd桿的位置

(25)相對(duì)地面參考系S，質(zhì)心以的速度向右運(yùn)動(dòng)，并注意到（18）式，得ab桿在地面參考系中的位置

(26)cd桿在S系中的位置

（27）回路中的電流由(16)式得

(28)解法Ⅱ：當(dāng)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中出現(xiàn)電流時(shí)，兩金屬桿都要受到安培力的作用，安培力使ab桿的速度改變，使cd桿運(yùn)動(dòng)．設(shè)任意時(shí)刻t，兩桿的速度分別為v1和v2（相對(duì)地面參考系S），若規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榛芈冯妱?dòng)勢(shì)和電流的正方向，則由兩金屬桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中，因桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

(1’)令u表示ab桿相對(duì)于cd桿的速度，有

(2’)當(dāng)回路中的電流i變化時(shí)，回路中有自感電動(dòng)勢(shì)EL，其大小與電流的變化率成正比，即有

(3’)根據(jù)歐姆定律，注意到回路沒(méi)有電阻，有

由式(2’)、(3’)兩式得

(4’)設(shè)在t時(shí)刻，金屬桿ab相對(duì)于cd桿的距離為，在t＋Dt時(shí)刻，ab相對(duì)于cd桿的距離為＋，則由速度的定義，有

(5’)代入()式得

(6’)若將視為i的函數(shù)，由(6’)式可知，為常量，所以與i的關(guān)系可以用一直線方程表示，即

(7’)式中b為常數(shù)，其值待定．現(xiàn)已知在t＝0時(shí)刻，金屬桿ab相對(duì)于cd桿的距離為，這時(shí)i=0，故得

(8’)或

(9’)表示t＝0時(shí)刻金屬桿ab相對(duì)于cd桿的位置．表示在任意時(shí)刻t時(shí)ab桿相對(duì)于cd桿的位置，故就是桿ab在t時(shí)刻相對(duì)于cd桿的相對(duì)位置相對(duì)于它們?cè)趖＝0時(shí)刻的相對(duì)位置的位移，即從t＝0到t＝t時(shí)間內(nèi)ab桿相對(duì)于cd桿的位移

(10')于是有

(11’)任意時(shí)刻t，ab桿和cd桿因受安培力作用而分別有加速度aab和acd，由牛頓定律有

(12’)

(13’)兩式相減并注意到()式得

(14’)式中為金屬桿ab相對(duì)于cd桿的加速度，而X是ab桿相對(duì)cd桿相對(duì)位置的位移．是常數(shù)，表明這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，它的振動(dòng)的周期

(15’)在任意時(shí)刻t，ab桿相對(duì)cd桿相對(duì)位置相對(duì)它們初始位置的位移

(16’)A為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅，j為初相位，都是待定的常量．通過(guò)參考圓可求得X隨時(shí)間的變化率即速度

(17’)現(xiàn)已知在t＝0時(shí)刻，桿位于初始位置，即X=0，速度故有解這兩式，并注意到(15’)式得

由此得

(18’)因t=0時(shí)刻，cd桿位于x=0處，ab桿位于x=x0處，兩者的相對(duì)位置由x0表示；設(shè)t時(shí)刻，cd桿位于x=xcd處，ab桿位于x=xab處，兩者的相對(duì)位置由xab－xcd表示，故兩桿的相對(duì)位置的位移又可表示為X=xab－xcd－x0

(19’)所以

(20’